JP6818877B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1における電力変換装置100を示す構成図である。図1に示すように、実施の形態1の電力変換装置100は、冷却水通路2eを有する水冷式のヒートシンク2の上面2aに固定された筐体7を有している。電力変換装置100は、筐体7の中に、パワー半導体素子1と、パワー半導体素子1を制御及び駆動する基板3と、パワー半導体素子1に電気的に接続される直流入力端子4a及び交流出力端子4bが取付けられたサポートケース4とを有している。
(αh×Lh +αs×Ls)/(αr×Lr +αb×Lb)
の値が、0.9から1.1の範囲内となるように、ボス部、脚部、サポートケース及びバスバーの材質及び寸法を決定する。
図4は、本発明の実施の形態2による電力変換装置200を示す図である。実施の形態2による電力変換装置200は、平滑コンデンサ5のバスバー5aに曲げ部5gを形成している点が、実施の形態1とは異なる。他の構成は実施の形態1と同様である。
図5は、この発明の実施の形態3による電力変換装置300を示す図である。実施の形態3の電力変換装置300は、ケース部材5bの脚部5dとボス部2bの間に、金属製の中間スリーブ9を配置した点が、実施の形態1とは異なる。他の構成は実施の形態1と同様である。
(αh×Lh +αs×Ls)/(αr×Lr +αb×Lb+αc×Lc)
の値が、0.9から1.1の範囲内となるように、ボス部、中間スリーブ、サポートケース及びバスバーの材質及び寸法を決定する。
Claims (14)
- 筐体内に、
パワー半導体素子と、
前記パワー半導体素子と接続される直流入力端子及び交流出力端子が取付けられたサポートケースと、
上面に複数のボス部を有し、前記パワー半導体素子及び前記サポートケースが取り付けられるヒートシンクと、
複数の脚部が形成されたケース部材と、
前記ケース部材に収容される平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサと前記直流入力端子とを接続するバスバーとを有し、
前記バスバーは、ネジにより、前記直流入力端子に取付けられ、
前記ケース部材の前記複数の脚部が、前記ヒートシンクの前記複数のボス部にそれぞれ固定される電力変換装置であって、
前記ボス部の線膨張係数をαh、
前記ヒートシンクの前記上面から前記ボス部の座面までの距離をLh、
前記脚部の線膨張係数をαs、
前記ケース部材から前記ボス部へ延伸する前記脚部の長さをLs、
前記サポートケースの線膨張係数をαr、
前記ヒートシンクの前記上面から、前記ネジが取付けられるネジ穴の中心までの距離をLr、
前記バスバーの線膨張係数をαb、
前記ケース部材の開口面から、前記ネジ穴の中心までの距離をLbとしたときに、
(αh×Lh +αs×Ls)/(αr×Lr +αb×Lb)
の値が、0.9から1.1の範囲内となる材質及び寸法で、
前記ボス部、前記脚部、前記サポートケース及び前記バスバーが形成された、
電力変換装置。 - 前記ヒートシンクの上方に、前記パワー半導体素子の中継端子と電気的に接続される基板を有し、
前記ヒートシンクの上面から前記基板の上面までの距離をLkとしたとき、
Lh<Lkである、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記バスバーは、
前記ケース部材から、前記直流入力端子との接続部までの間に、曲げ部を有する、
請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記サポートケースと前記ケース部材及び前記脚部の線膨張係数は、
前記ヒートシンク及びボス部の線膨張係数よりも小さく、
前記ヒートシンク及びボス部の線膨張係数は、
前記バスバーの線膨張係数よりも小さい、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電力変換装置。 - 前記サポートケースと前記ケース部材及び前記脚部は、PPS樹脂で形成され、
前記ヒートシンク及びボス部は、ADC12で形成され、
前記バスバーは、アルミで形成される、
請求項4に記載の電力変換装置。 - 筐体内に、パワー半導体素子と、
前記パワー半導体素子の中継端子と電気的に接続される基板と、
前記パワー半導体素子と電気的に接続される、直流入力端子及び交流出力端子が取付けられたサポートケースと、
上面に複数のボス部を有し、前記パワー半導体素子及び前記サポートケースが取り付けられるヒートシンクと、
複数の脚部が形成されたケース部材と、
前記ケース部材に収容される平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサと前記直流入力端子とを接続するバスバーとを有し、
前記ケース部材の前記複数の脚部は、前記脚部と一体化されたカラーを有し、
前記複数の脚部が、前記カラーと中間部材を介して、前記ヒートシンクの前記複数のボス部にそれぞれ固定される電力変換装置であって、
前記バスバーは、ネジにより、前記サポートケースに取り付けられ、
前記ボス部の線膨張係数をαh、
前記ヒートシンクの前記上面から前記ボス部の座面までの距離をLh、
前記中間部材の線膨張係数をαs、
前記中間部材の長さをLs、
前記サポートケースの線膨張係数をαr、
前記ヒートシンクの前記上面から、前記ネジが取り付けられるネジ穴の中心までの距離をLr、
前記バスバーの線膨張係数をαb、
前記ケース部材の開口面から、前記ネジ穴の中心までの距離をLb、
前記ケース部材に充填される注型樹脂の線膨張係数をαc、
前記ケース部材の開口面から、前記カラーと前記中間部材との当接面までの距離をLcとしたとき、
(αh×Lh +αs×Ls)/(αr×Lr +αb×Lb+αc×Lc)
の値が、0.9から1.1の範囲内となる材質及び寸法で、
前記ボス部、前記中間部材、前記サポートケース及び前記バスバーが形成された、
電力変換装置。 - 前記サポートケースと前記ケース部材及び前記脚部の線膨張係数は、
前記中間部材の線膨張係数よりも小さく、
前記中間部材の線膨張係数は、
前記ヒートシンク及びボス部の線膨張係数よりも小さく、
前記ヒートシンク及びボス部の線膨張係数は、
前記バスバーの線膨張係数よりも小さい、
請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記サポートケースと前記ケース部材及び前記脚部は、PPSで形成され、
前記中間部材は、黄銅で形成され、
前記ヒートシンク及びボス部は、ADC12で形成され、
前記バスバーは、アルミで形成される、
請求項7に記載の電力変換装置。 - 前記サポートケースは、PPSで形成され、
前記中間部材は、SUS304で形成され、
前記ボス部は、ADC12で形成され、
前記バスバーは、無酸素銅で形成される、
請求項6に記載の電力変換装置。 - 前記中間部材が、延長ネジである、
請求項6からの9のいずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記中間部材が、スリーブである、
請求項6からの9いずれか一項に記載の電力変換装置。 - 前記スリーブと前記カラーとの当接面は、
前記ケース部材の上下方向の中心線より上方に形成される、
請求項11に記載の電力変換装置。 - 前記スリーブの内径は、前記カラーの内径より小さい、
請求項11又は12に記載の電力変換装置。 - 前記脚部は、前記ケース部材と一体化され、
前記脚部の肉厚は、前記ケース部材に向かうにしたがって厚くなる、
請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の電力変換装置。
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